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2019-2020年高中物理第四章电磁感应测评A(含解析)新人教版选修3-2
一、选择题本题共10小题每小题5分共50分其中第1~7题为单选题;第8~10题为多选题全部选对得5分选不全得2分有选错或不答的得0分
1.一闭合线圈中没有产生感应电流则 A.该时该地的磁感应强度一定为零B.该时该地的磁场一定没有变化C.线圈面积一定没有变化D.穿过线圈的磁通量一定没有变化解析:因为穿过闭合回路的磁通量发生变化是产生感应电流的条件选项D正确答案:D
2.闭合的金属环处于随时间均匀变化的匀强磁场中磁场方向垂直于圆环平面则 A.环中产生的感应电动势均匀变化B.环中产生的感应电流均匀变化C.环中产生的感应电动势保持不变D.环上某一小段导体所受的安培力保持不变解析:磁场均匀变化也就是说=k根据感应电动势的定义式E==kS其中k是一个常量所以圆环中产生的感应电动势的数值是一个常量产生的感应电流也不变化而环上某一小段导体受安培力F=IlB要发生变化答案:C
3.现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及开关如图连接在开关闭合、线圈A放在线圈B中的情况下某同学发现当他将滑动变阻器的滑片P向左加速滑动时电流计指针向右偏转由此可以推断 A.线圈A向上移动或滑动变阻器滑片P向右加速滑动都能引起电流计指针向左偏转B.线圈A中铁芯向上拔出或断开开关都能引起电流计指针向右偏转C.滑动变阻器的滑片P匀速向左或匀速向右滑动都能使电流计指针静止在中央D.因为线圈A、线圈B的绕线方向未知故无法判断电流计指针偏转的方向解析:当他将滑动变阻器的滑片P向左加速滑动时滑动变阻器接入电路的电阻值增大线圈A中电流减小线圈B中磁通量减小电流计指针向右偏转线圈A向上移动或铁芯向上拔出或断开开关线圈B中磁通量减小都能引起电流计指针向右偏转选项A错误B正确;滑动变阻器的滑片P匀速向左或匀速向右滑动都能使线圈A中电流变化线圈B中磁通量变化线圈B中产生感应电流电流计指针偏转可以判断电流计指针偏转的方向选项C、D错误答案:B
4.用均匀导线做成的正方形线框边长为
0.2m正方形的一半放在垂直纸面向里的匀强磁场中如图所示当磁场以10T/s的变化率增强时线框中a、b两点间的电势差是 A.Uab=
0.1V B.Uab=-
0.1VC.Uab=
0.2VD.Uab=-
0.2V解析:线框中的感应电动势E=S=
0.2×
0.1×10V=
0.2V由楞次定律知b点电势高故Uab=-E=-
0.1V选项B正确答案:B
5.如图所示条形磁铁用细线悬挂在O点O点正下方固定一个水平放置的铝线圈让磁铁在竖直面内摆动下列说法中正确的是 A.磁铁左右摆动1次线圈内感应电流的方向改变2次B.磁铁始终受到感应电流磁场的斥力作用C.磁铁所受到的感应电流对它的作用力始终是阻力D.磁铁所受到的感应电流对它的作用力有时是阻力有时是动力解析:磁铁向下摆动时根据楞次定律线圈中产生逆时针方向感应电流从上面看并且磁铁受到感应电流对它的作用力为阻力阻碍它靠近;磁铁向上摆动时根据楞次定律线圈中产生顺时针方向感应电流从上面看磁场受感应电流对它的作用力仍为阻力阻碍它远离所以磁铁在左右摆动1次过程中电流方向改变3次感应电流对它的作用力始终是阻力只有C项正确答案:C
6.图中半径为r的金属圆盘在垂直于盘面的匀强磁场中绕O轴以角速度ω沿逆时针方向匀速转动电阻两端分别接盘心O和盘边缘则通过电阻R的电流的大小和方向是 A.由c到dI=B.由d到cI=C.由c到dI=D.由d到cI=解析:由右手定则可判断出R中电流由c到d电动势=BrBr2ω电路中电流I=答案:C
7.在竖直向上的匀强磁场中水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈规定线圈中感应电流的正方向如图甲所示当磁场的磁感应强度B随时间t如图乙变化时图中正确表示线圈中感应电动势E变化的是 答案:A
8.如图所示为新一代炊具——电磁炉无烟、无明火、无污染、不产生有害气体、无微波辐射、高效节能等是电磁炉的优势所在电磁炉是利用电流通过线圈产生磁场当磁场的磁感线通过含铁质锅底部时即会产生无数小涡流使锅体本身自行高速发热然后再加热锅内食物下列相关说法中正确的是 A.锅体中的涡流是由恒定的磁场产生的B.恒定磁场越强电磁炉的加热效果越好C.锅体中的涡流是由变化的磁场产生的D.提高磁场变化的频率可提高电磁炉的加热效果解析:由电磁感应原理可知锅体中的涡流是由变化的磁场产生的且提高磁场变化的频率产生的感应电动势变大故可提高电磁炉的加热效果故C、D正确答案:CD
9.如图所示电灯A和B与固定电阻的电阻均为RL是自感系数很大线圈当S1闭合、S2断开且电路稳定时A、B亮度相同再闭合S2待电路稳定后将S1断开下列说法正确的是 A.B立即熄灭B.A灯将比原来更亮一些后再熄灭C.有电流通过B灯方向为c→dD.有电流通过A灯方向为b→a解析:断开S2而只闭合S1时A、B两灯一样亮可知线圈L的电阻也是R在S
1、S2闭合时IA=IL故当S2闭合、S1突然断开时流过A灯的电流只是方向变为b→a但其大小不突然增大A灯不出现更亮一下再熄灭的现象故D项正确B项错误由于固定电阻R几乎没有自感作用故断开S1时B灯电流迅速变为零而立即熄灭故A项正确C项错误综合上述分析可知本题正确选项为A、D答案:AD
10.竖直放置的两根平行金属导轨之间接有定值电阻R质量不能忽略的金属棒与两导轨始终保持垂直并良好接触且无摩擦棒与导轨的电阻均不计整个装置放在匀强磁场中磁场方向与导轨平面垂直棒在竖直向上的恒力F作用下匀速上升以下说法正确的是 A.作用在金属棒上各力的合力做功为零B.重力做的功等于系统产生的电能C.金属棒克服安培力做的功等于电阻R上产生的焦耳热D.金属棒克服恒力F做的功等于电阻R上产生的焦耳热解析:根据动能定理合力做的功等于动能的增量故A对;重力做的功等于重力势能的减少重力做的功等于克服F所做的功与产生的电能之和而克服安培力做的功等于电阻R上产生的焦耳热所以B、D错C对答案:AC
二、实验题本题共2小题共16分把答案填在题中的横线上
11.8分为判断线圈绕向可将灵敏电流计G与线圈L连接如图所示已知线圈由a端开始绕至b端;当电流从电流计G左端流入时指针向左偏转1将磁铁N极向下从线圈上方竖直插入L时发现指针向左偏转俯视线圈其绕向为 选填“顺时针”或“逆时针” 2当条形磁铁从图中虚线位置向右远离L时指针向右偏转俯视线圈其绕向为 选填“顺时针”或“逆时针” 解析:1磁铁N极向下从线圈上方竖直插入L时线圈的磁场向下且增强感应磁场向上且电流流入电流计左端根据右手定则可知线圈顺时针绕向2条形磁铁从图中虚线位置向右远离L时线圈的磁场向上且减弱感应电流从电流计右端流入根据右手定则可知线圈逆时针绕向答案:1顺时针 2逆时针
12.8分正方形导线框处于匀强磁场中磁场方向垂直框平面磁感应强度随时间均匀增加变化率为k导体框质量为m、边长为L总电阻为R在恒定外力F作用下由静止开始运动导体框在磁场中的加速度大小为 导体框中感应电流做功的功率为 解析:导体框在磁场中受到的合外力等于F根据牛顿第二定律可知导体框的加速度为a=由于导体框运动不产生感应电流仅是磁感应强度增加产生感应电流因而磁场变化产生的感应电动势为E=S=l2k故导体框中的感应电流做功的功率为P=答案:
三、解答题本题共3小题共34分解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤有数值计算的题答案中必须明确写出数值和单位
13.10分为了探测海洋中水的运动科学家有时依靠水流通过地磁场产生的感应电动势测水的流速假设某处地磁场的竖直分量为
0.5×10-4T两个电极插入相距
2.0m的水流中且两电极所在的直线与水流方向垂直如果与两极相连的灵敏电压表示数为
5.0×10-5V求水流的速度解析:海水中含有各种导电物质相当于导电液流过两极之间切割磁感线产生感应电动势由E=BLv得v=m/s=
0.5m/s答案:
0.5m/s
14.12分矩形线圈abcd长ab=20cm宽bc=10cm匝数n=200线圈回路总电阻R=50Ω整个线圈平面均有垂直于线框平面的匀强磁场穿过磁感应强度B随时间的变化规律如图所示求:1线圈回路的感应电动势2在t=
0.3s时线圈ab边所受的安培力解析:从图象可知与线圈平面垂直的磁场是随时间均匀增大的穿过线圈平面的磁通量也随时间均匀增大线圈回路中产生的感应电动势是不变的可用法拉第电磁感应定律来求1磁场的变化率为则感应电动势为E=n=nS=200××
0.02V=2V2闭合电路中的电流I=A=
0.04A当t=
0.3s时B=20×10-2Tab边受到的安培力为F=nBIL=200×20×10-2×
0.04×
0.2N=
0.32N答案:12V
20.32N
15.12分如图所示光滑导轨竖直放置匀强磁场的磁感应强度为B=
0.5T磁场方向垂直于导轨平面向外导体棒ab的长度与导轨宽度均为L=
0.2m电阻R=
1.0Ω导轨电阻不计当导体棒紧贴导轨匀速下滑时均标有“6V 3W”字样的两小灯泡恰好正常发光求:1通过ab的电流的大小和方向2ab运动速度的大小3电路的总功率解析:1每个小灯泡中的电流为I1==
0.5A则ab中的电流为I=2I1=1A由右手定则知通过ab棒的电流方向为由b到a2ab产生的感应电动势:E=U1+IR=6V+1×
1.0V=7V由E=BLv知ab的运动速度v==70m/s3电路的总功率P=IE=7W答案:11A 由b到a 270m/s 37W。